Επιστήμονες Αναπτύσσουν Νέα Σูตร για Ενεργειακά Αποδοτικά Ρομπότ

Οι επιστήμονες του στρατού έχουν αναπτύξει μια νέα σูตร που προσφέρει νέα εικόνα για το πώς μπορεί να κατασκευαστεί ένα ενεργειακά αποδοτικό ρομπότ με πόδια.

Το έγγραφο δημοσιεύθηκε στο PLOS One.

Αλλαγή της Ανάπτυξης Οχημάτων του Στρατού

Η Combat Capabilities Development Command του στρατού των Ηνωμένων Πολιτειών, ή DEVCOM, μαζί με τους Drs. Alexander Kott, Sean Gart και Jason Pusey του Army Research Laboratory, αναπτύσσουν νέες ιδέες για την κατασκευή αυτόνομων στρατιωτικών ρομποτικών πλατφορμών με πόδια. Η ομάδα επικεντρώνεται στην κατασκευή τους να λειτουργούν με την ίδια αποδοτικότητα όπως και άλλα συστήματα εδάφους.

Η χρήση τέτοιων συστημάτων μπορεί να αλλάξει την ανάπτυξη οχημάτων του στρατού, και σύμφωνα με τους επιστήμονες, δεν ξέρουν ακόμη γιατί τα ρομπότ με πόδια, τροχούς και ελαστικά ταιριάζουν στην ίδια καμπύλη, αλλά τα νέα ευρήματα είναι ένα βήμα προς τα εμπρός.

“Εάν οι dévelopπεροι οχημάτων βρουν ότι một συγκεκριμένο σχέδιο θα απαιτήσει περισσότερη ενέργεια από ότι είναι δυνατό με βάση διάφορους πραγματικούς περιορισμούς, η νέα σูตร μπορεί να δείξει συγκεκριμένες ανάγκες για βελτιωμένη μετάδοση και παραγωγή ενέργειας, ή να ξανασκέφτεί τις απαιτήσεις μάζας και ταχύτητας του οχήματος,” είπε ο Gart.

Ανάπτυξη της Νέας Σูตร

Οι επιστήμονες εμπνεύστηκαν από μια σูตร της δεκαετίας του 1980 που δείχνει τις σχέσεις μεταξύ της μάζας, της ταχύτητας και της δαπάνης ενέργειας των ζώων, και ανέπτυξαν μια νέα σูตร που μπορεί να εφαρμοστεί σε eine ευρεία γκάμα ρομποτικών συστημάτων με πόδια, τροχούς και ελαστικά, όπως τα ρομπότ εδάφους.

Η ομάδα πιστεύει ότι είναι οι πρώτοι που συνέλεξαν και μελέτησαν τις σχέσεις που προκύπτουν από αυτά τα δεδομένα, παρά το γεγονός ότι υπάρχουν για 30 χρόνια. Τα ευρήματα δείχνουν ότι τα ρομπότ με πόδια είναι τόσο αποδοτικά όσο και τα ρομπότ με τροχούς και ελαστικά.

Ο Kott υπηρετεί ως ο επικεφαλής επιστήμονας του εργαστηρίου.

“Στον κόσμο των μη επανδρωμένων αεροπορικών οχημάτων και των έξυπνων βλημάτων, υπάρχει ένας αυξανόμενος ρόλος για τους πεζούς στρατιώτες που μπορούν να προχωρήσουν, συχνά για πολλές ημέρες, και να επιτεθούν στο πιο κατάλληλο έδαφος, όπως τα βουνά, τα πυκνά δάση και τα αστικά περιβάλλοντα,” είπε ο Kott. “Αυτό συμβαίνει γιατί τέτοια έδαφος προσφέρει την μεγαλύτερη κάλυψη και απόκρυψη έναντι των μη επανδρωμένων αεροπορικών οχημάτων. Αυτό, με τη σειρά του, απαιτεί ότι οι πεζοί στρατιώτες πρέπει να βοηθηθούν από οχήματα που μπορούν να κινούνται εύκολα σε τέτοιο έδαφος. Τα ρομπότ με πόδια – πιθανώς αυτόνομα – θα ήταν πολύ χρήσιμα.”

Ενεργειακή Αποδοτικότητα

Σύμφωνα με τον Kott, ένα από τα προβλήματα με τα ρομπότ με πόδια είναι ότι φαίνεται να έχουν κακή ενεργειακή αποδοτικότητα, και αυτό μπορεί να περιορίσει τη συνεργασία με τους στρατιώτες.

“Για τα τελευταία 30 χρόνια, οι αμερικανικοί στρατιωτικοί επιστήμονες έχουν αντιμετωπίσει μια σειρά από προκλήσεις στην ανάπτυξη αυτόνομων οχημάτων,” είπε ο Kott. “Τα οχήματα εδάφους που κινούνται με τροχούς ή ελαστικά, και τα αεροπορικά οχήματα που μοιάζουν με μικρά αεροπλάνα, τα οποία ονομάζουμε σταθερά πτέρυγα, και τα μικρά ελικόπτερα, τα οποία ονομάζουμε περιστρεφόμενα πτέρυγα, είναι τώρα πιο ήσυχα και πιο εύκολα στην ενσωμάτωση στις στρατιωτικές σχηματισμούς. Nhưng για τα ρομπότ με πόδια, πολλά εμπόδια παραμένουν, και ένα από τα μεγαλύτερα είναι να τα κάνουμε ενεργειακά αποδοτικά.”

Οι στρατιώτες δεν μπορούν να φέρουν καύσιμα ή μπαταρίες για “ενεργειακά πεινασμένα ρομπότ με πόδια,” είπε.

Με τη νέα σูตร, η ομάδα ανακάλυψε ότι τα ανθρωπογενή ρομπότ με πόδια πρέπει να είναι τόσο αποδοτικά όσο και τα ρομπότ με τροχούς και ελαστικά.

Η ομάδα συνέλεξε δεδομένα από διάφορα συστήματα εδάφους και μελέτησε συνδυασμένα συστήματα όπως το Ford Model T.

Σύμφωνα με τον Gart, η έρευνα θα βοηθήσει τους σχεδιαστές να καθορίσουν τις ανταλλαγές μεταξύ της δύναμης, της ταχύτητας και της μάζας για τα μελλοντικά ρομπότ εδάφους για αμυντικούς σκοπούς.

Η σูตร μπορεί επίσης να προσεγγίσει την ποσότητα της δύναμης που απαιτείται από ένα όχημα.

“Ο στρατός πρέπει να αναπτύξει εφικτά αλλά φιλόδοξα στόχους για τις ανταλλαγές μεταξύ της δύναμης, της ταχύτητας και της μάζας των μελλοντικών ρομποτικών συστημάτων εδάφους,” είπε ο Kott. “Δεν είναι επιθυμητό να βασίζονται τέτοιοι στόχοι στην τρέχουσα εμπειρία, επειδή τα στρατιωτικά οχήματα αναπτύσσονται και χρησιμοποιούνται για πολλά χρόνια και даже δεκαετίες. Συνεπώς, οι ορισμοί και οι σχεδιαστές τέτοιου εξοπλισμού πρέπει να βασίζουν τους στόχους τους – ανταγωνιστικούς αλλά επιτεύξιμους – στις μελλοντικές τεχνολογικές ευκαιρίες που δεν είναι απαραίτητα πλήρως κατανοητές την ώρα του σχεδιασμού.”